数控机床高职层次.ppt

1、标题：数控机床作者：熊光华书号：7-111-08533-7出版社：机械工业出版社，数控机床床，高职机电专业规划优质教材，中国机械出版社，中国机械出版社，书号978-7-111-10155-0，熊光华，高职机电教材编委会主编，第3章加工中心，复习思维问题，第3节，卧式加工中心，第2节加工中心的机床也称为多工序自动换刀数控机床。1.加工中心的特点：1 .具有至少三个轴的点对点线性切割的控制能力；2.自动换刀装置；3.分度台和数控转台；4.除了自动换刀功能外，加工中心的机床还可以选择各种进给速度和主轴速度以及各种辅助功能，以保证加工过程的自动化。2.加工中心分类1 .根据加工范围分类2。根据机床结构

2、分类。根据数控系统分类4。根据准确性分类。第1节：加工中心概述。3.加工中心的发展。高速(1)主轴高速(1)陶瓷轴承(2)主轴轴承的可调预载装置(3)主轴轴承润滑和冷却方法的改进。这是近年来采用的一种新的润滑方法，其原理如图3-1所示。(2)高速进给速度(3)高速自动换刀(4)高速自动托盘交换装置，第1节加工中心概述，图3-1注射润滑1-主轴2-主轴电机3-油温自动控制箱4-油箱5-进油泵6-节流阀7-流量计8-排油泵，第1节加工中心概述，2进一步提高精度(1)机床整体(2)主轴箱(3)X、 y轴和z轴进给(3)功能更加完善(1)自诊断功能越来越完善(2)新型刀具破损检测装置(3)加工中心复合

3、化趋势(4)数控装置功能更加完善(5)MAP利用，柔性制造系统技术的先进发展。 第二节立式加工中心，一、立式加工中心基本布局结构形式中型加工中心最常用的形式是单列卧式刀库布局(图3-2)，这是立式加工中心的基本布局模式。图3-2单列卧式刀库布局图1-芯片盒2-X轴伺服电机3-Z轴伺服电机4-主轴电机5-主轴盒6-刀库7-数据柜8-操作面板9-驱动电控柜10-工作台11-滑架12-立柱13-床身14-冷却水箱15-间歇润滑油箱16-机械手，第2节图3-3立式刀库布局图，第2节立式加工中心和龙门布局图(图3-4)用于小型精密加工中心。 特别是在大型和重型立式加工中心中，因为它们具有良好的结构刚性和

4、易于实现热对称设计。 图3-4龙门布局，第2节立式加工中心，第2节JCS-018立式加工中心，为小型立式加工中心，适用于多品种、小批量生产平面零件、圆盘、模具等零件。机床外观见图3-5。图3-5 JCS-018立式加工中心外观1-床身2-冷却液箱3-驱动电控箱4-操作面板5-主轴箱6-刀库7-机械手8-工作台9-滑块10-X轴伺服电机11-芯片箱12-主轴电机13-Z轴伺服电机14-刀库电机15-立柱16-数控柜油箱，第二节立式加工中心，1。机床组成2。主要参数3。主要机械结构(1)主轴箱图3-6是主轴箱的结构图。1)主轴电机如图37所示。在图中，实线表示电机的特性，虚线表示主轴的特性。2)传

5、动带电机最大输出功率为7.5千瓦，机床选择多条三角带。这个V有两种类型：双的和三的，每个都有三个不同的横截面，如图3-8所示。3)主轴前支架4)刀具夹紧机构。如图36所示。第二节立式加工中心，图3-6 JCS-018主轴箱结构图1-拉杆2-拉杆3-滑轮4-碟簧5-锁紧螺母6-调节垫7-螺旋弹簧8-活塞9，10-行程开关11-滑轮12-端盖13-调节螺钉，第二节立式加工中心，图3-7电机图3-8多条三角带，第二节立式加工中心。这时，钢球不再能约束住拉杆的头部，拉杆继续下降。拉杆的A面接触拉销的顶部，将工具推出主轴的锥孔(图3-9)。图3-9刀具的夹紧力。在立式加工中心的第二段，(2)进给系统的纵

6、向(x)、横向(y)和纵向(z)均由宽速DC伺服电机驱动。任何两个坐标都可以链接。图3-10示出了x轴和y轴进给系统。图3-10 X轴和Y轴进给系统a)X轴b)Y轴，第二节立式加工中心，(3)立柱，床身和工作台本机床立柱为封闭箱体结构，如图3-11所示。图3-11立柱结构，第2节立式加工中心。机床是在无升降台铣床的基础上设计的。桌子见图3-12，滑座见图3-13。工作台与滑座之间设有燕尾形导轨，丝杠位于两条导轨的中间。图3-12工作台，第2节立式加工中心，图3-13滑块，第2节立式加工中心，(4)自动换刀装置自动换刀装置安装在立柱的左上方，由两部分组成：刀库和机械手。圆盘刀库(图3-14a)由

7、DC伺服电机1、十字滑块联轴器2、蜗杆3和蜗轮8驱动，蜗轮8驱动圆盘7和圆盘上的20个刀具套筒6旋转。图3-15显示了机械手的驱动机构。气缸1通过杆6驱动机器人臂提升。当机械手处于上部位置(如图所示)时，液压缸4通过齿条2、齿轮3、传动板5和杆6驱动机械手转动；当机械手处于较低位置时，气缸7通过齿条9、齿轮8、传动板5和杆6驱动臂转动。图3-16是机器人手臂和抓手的结构图。手臂的每一端都有一个爪。第二节立式加工中心，图3-14刀库1- DC伺服电机2-十字滑块联轴器3-蜗杆4-气缸5-拨叉6-刀套7-圆盘8-蜗轮，第二节立式加工中心，图3-15机械手驱动结构1-升降气缸2-齿条3-齿轮4-液压

8、缸5-传动圆盘6-杆7-旋转第二节立式加工中心，图3-16机械臂和爪结构图1-弹簧2-锁销3-弹簧4-活动销5-固定爪，第二节在机床换刀系统中，机械手的动作、刀套的上下运动和主轴的松动都是通过气液换刀系统来实现的。图3-17是气液转换示意图。图3-17气液转换示意图，返回本章目录，第3节卧式加工中心，和1。卧式加工中心的布局。工作台可以两个方向进给，刚性差，所以常用于小型经济型卧式加工中心，如图3-18所示。图3-18第三节卧式加工中心立柱固定布置图，2。立柱活动式3。冲压式加工中心。大多数主轴箱采用侧挂式，滑枕驱动刀具前后移动，如图3-19所示。图3-19冲压布局，第3节水平加工中心，和2。

9、SOLON3-1卧式镗铣床加工中心1号机床的组成。机床外观见图3-20。图3-20 SOLON3-1卧式镗铣中心1，2-交换工作站3-表4-第5栏-主轴箱6-床7-链式刀库，第3节卧式加工中心2。主要参数3主要结构(1)主轴箱。车头的放大图如图3-21所示。卧式加工中心第三部分主传动系统的功率和扭矩图见图3-22。主电机恒功率调速范围为13503150rmin，调速比为1: 233。图3-22功率和扭矩图，第3节卧式加工中心，主轴是一个独立的部件，如图323所示。图3-23主轴组件，第3节卧式加工图3-24工作台组件1-下层2-液压缸3-中间层4-活塞5-滚轮6-交换工作台，第3节卧式加工中心

10、，(3)床身和导轨床身为t形，如图325所示，横向床身和纵向床身做成两块，用螺钉连接。图3-25为第三卧式加工中心床身，图3-26为立柱4和床身7导轨的截面形状。采用单元滚动导轨支撑5。右侧导轨6是底部导轨，也起到侧面导向作用。图3-26导轨截面形状1-楔形铁2-压板3-楔形铁4-立柱5-滚动导轨支架6-右导轨7-床身。第三节卧式加工中心，楔形铁的结构如图3-27所示。图3-27楔铁1-顶丝2-密封圈3-腔4-顶丝5-调节螺钉6-楔铁7-滚动体导轨支架，第3节卧式加工中心，4)自动换刀装置。该杂志是一个连锁杂志，如图3-28所示。图3-28刀库1-电机2-减速齿轮3-微型电机4-计数链轮，第三

11、节卧式加工中心，机械手的结构如图3-29所示。图3-29机械手1-主轴2-刀具3-机械手4-刀库链的结构，第3节水平加工中心。机械手的抓取原理如图3-30所示。图3-30机械手1-液压缸2-导槽3-销4-销轴，第3节卧式加工中心，换刀时的分解动作见图3-3l。图3-31换刀过程，第3节卧式加工中心，第3节TH6350卧式加工中心1。机床布局。机床布局如图332所示。图3-32 TH6350卧式加工中心a)左视图b)俯视图1-冷却水箱2-机械手3-液压油箱4-自动油温控制箱5-高压柜6-数控柜7-刀库8-排屑器9-冷却水箱，第3节卧式加工中心2。机床主要技术参数。机床主轴箱的主要结构(1)。主轴

12、箱如图3-33所示。图3-33 TH6350主轴箱结构图，第3节卧式加工中心，(2)送料系统。机床的x、y、z轴在三坐标进给驱动形式上基本相同，传动过程用x坐标进给驱动方式来解释。如图3-34所示。图3-34 TH6350X坐标进给系统1-伺服电机2-弹性联轴器3-滚珠丝杠4-螺母5-工作台，第3节卧式加工中心，电机轴与丝杆连接采用弹性联轴器，可补偿轴向传动。这是一个通过摩擦传递扭矩的无键元件，如图3-35所示。图3-35无键锥环联轴器1-丝杠2-丝杠3-端盖4-锥环5-电机轴6-联轴器7-弹簧板，第3节卧式加工中心，(3)自动换刀装置。链式刀库放置在机床的左侧，刀库在机床上的相对位置可以通过

13、地脚螺栓和调节装置保证换刀准确。如图336所示。图3-36 TH6350链条刀库1-刀具套2-连接板3-链条4-链条张紧器5-伺服电机6-联轴器7-蜗杆8-蜗轮9，10-齿轮11-链轮。在卧式加工中心的第三部分，机械手的旋转由旋转液压缸完成，旋转缓冲器可以节流。换刀过程见图337。图3-37 TH6350换刀过程，第3节卧式加工中心，(4)机床液压气动系统。液压系统示意图见图3-38。图3-38 TH6350液压系统，第三节卧式加工中心，气压系统用于呼出主轴锥体F1，打开和关闭刀库侧面的防水门。气动系统使用的压力为0.40.6兆帕。分水空气过滤器每周排放一次，分水空气过滤器每年清洗一次。气压系

14、统如图3-39所示。图3-39气动系统，第3节卧式加工中心，机床润滑系统。床身和柱导轨的润滑间隙时间为7分30秒，每次供油2.5毫升。前床身、分度转台和蜗轮副的润滑间隙时间为30分钟，每次供油2.5毫升，如图3-40所示。图3-40机床润滑系统1-油门2-分度台蜗轮副3，4-刹车图3-41切削液系统1-主轴箱2-喷嘴3-软管4-切削液箱5-编织软管6-油分离器，返回本章目录，复习思考问题，3.1加工中心的定义是什么？它应该有什么功能？3.2加工中心的分类方法是什么？3.3根据图3-6，说明JCS-0l8立式加工中心主传动系统的工作原理。3.4根据图3-6，说明JCS-0l8主轴部件的结构、功能和特点。3.5说明JCS-0l8自动换刀装置的结构、功能和特点。3.6说明JCS-0l8的自动换刀过程和PC机控制器的控制过程。3.7解释JCS-018液压系统的特性。3.8请描述加工中心自动对刀装置的组成以及夹紧和松开的动作。3.9卧式加工中心的布局形式是什么？他们的特点是什么？3.10试画SOLON3-1的主传动系统图，并根据图3-21写出主传动链。计算主轴电机在300转/分和1000转/分时的当前转速